焊接构件弯曲计算

1、构件安装通用桥式起重机施工工况计算书一、桥式起重机概述 桥式起重机为自平稳新型架桥机，是一种工作范围广、性能优良、操作方便、结构安全的钢结构轨道式预制梁吊装架设设备。该架桥机采用双主梁（主梁长50m），架桥机额定起重量为80+80t。专用型架桥机采用交流380V低压供电，装机总功率为54KW（其结构简图如下）。此型号架桥机柱脚间最大跨距为26m，远离吊运端的柱脚可以根据现场的实际情况进行调节，以便适合现场实际施工环境，本工程中的构件安装按26m跨距时最不利的施工工况进行计算。 为了减少纵梁桁架外伸梁在提升驳船上构件时产生过大挠度，在外伸梁下弦下方各增设两根加强杆，长度为15m，加强弦杆同主桁架

2、下弦截面特性同理，外伸梁计算时采用叠加法验算（如图）架桥机结构简图加强主梁截面图二、架桥机纵梁悬臂端提升构件的倾覆稳定性验算 1、载荷计算：、轨道梁理论重量：77.35t。、天车总成及扁担自重：5.5t。、纵横梁平车自重：1t*2=2t。、主纵梁每米自重g1=0.55*2/m=11KN/m.、主横梁每米自重g1=0.27*2/m=5.4KN/m.、外伸梁（加强）g=6.5*2KN/m=13KN/m 2、载荷系数： 、考虑轨道梁浇砼时的胀模系数：1.05. 、考虑轨道梁提升、运行时的冲击系数：1.2. 3、载荷组合： P1 =1.05*77.35+（0.27*24）+2+5.5*1.2 =114

3、.24t 4、倾覆力矩（由于本结构属超静定结构，倾覆力矩对A点求矩）：M1=（13*10）*5=650KN·mM2=1142.4*8=9139.2KN·m M倾=650+9139.2=9789.2KN·m 5、稳定力矩（由于本结构属超静定结构，稳定力矩对B点求矩）：M1=（36*11）*18=7128KN·mM2=250*34=8500KN·mM稳=7128+8500=15628KN·mK= M稳/ M倾=15628/9789.2=1.61.4 安全三、架桥机纵梁悬臂端提升构件时的性能验算计算参考数值：1、 单组纵梁桁架的截面特性：a

4、) 上下弦箱形钢对自身的惯性矩（即：对x1x1 截面或x2x2截面）IX1=28*303-(28-2.4)*27.63/12cm4=18147.5712cm4 AX1=2*(28*1.2+27.6*1.2)cm2 =133.44cm2 IX2=20*253-(20-2.4)*22.63/12cm4=9111.6752cm4 AX2=2*(20*1.2+22.6*1.2)cm2=102.24cm2 b) 筋形钢（上下弦）对总体截面的惯性矩（即：对xx 截面）I=IX1+AX1y2 =18147.57+133.44*119.752=1931685.51cm4 I=IX2+2AX2y2 =9111.

5、68+(2*102.24)*119.752=2941367.66cm4 c) 总体截面特性如下：I总=I+I=193168.5+2941367.66=4873053.17cm4 抗弯截面系数：WX=I总/y=4873053.17/119.75=40693.55cm3得出截面矩： Ix=4873053.17cm4、 W2=40693.55cm3 、 A上=133.44cm2、A下=102.24cm2、 =230MPa、 E=2.1*105MPa、 f=1/500r=140MPa 2、桁架纵梁悬臂端截面弯矩（如图） Mmax= PL+0.5gL2=114.24*10*8+0.5*1.3*10*10

6、2=9789.2KN·m 3、纵梁桁架总体截面抗弯模量：Wx=40693.55cm3 +806.34 cm3=42306.23cm3 =42306.23*103 cm3 4、纵梁桁架悬臂端的强度校核：x=Mmax/Wx=9789.2*106/(2*42306.23*103) =117.4MPa=230MPa 满足使用要求 5、剪应力校核：Qmax=114.24trmax=1.5Qmax/A =1.5*114.24*103 /(2*102.24*102 ) =83.8MPar=140MPa 满足使用要求 6、刚度校核：（挠度） 、计算载荷： P1 =114.24t P2 =25t(后纵

7、移横梁自重) 、计算参考数值： 单组桁架纵梁的截面特性：Ix=4873053.17cm4 、计算简图： 将原外伸梁AD简化为如下简支梁：M1=P1 *8+0.5gl2 =1142.4*8+0.5*13*102 =9584.7KN·mM2=P2 *8+0.5gl2 =250*8+0.5*13*102=2650KN·m B点处转角为： B =BM1 +Bg +BM2 =-M1L'/3EI+5gl4/384EIM2L'/6EI=-9789.2*26/(3*2.1*2*4891276.52)+5*13*264/(384*2.1*2*4891276.52)-2650*

8、26/(6*2.1*4891276.52*2) =-0.0041+0.0038-0.00056 =0.0009由B 为正值，梁BC将挠B点顺时针运转，在A点处产生负值的挠度。fmax=B*L+P1a2(3L-a)/6EI+gl4/8EI=0.0009*10*102+114.24*82*(3*10-8)*1000/(6*2.1*2*4891276.52)+1.3*104 *1000/(8*2.1*2*4891276.52)=0.9+0.2+0.08=1.2CM1/500=2CM 满足使用要求四、安装轨道时纵移横梁行走至主纵梁跨度中央时产生的最大弯矩 1、最大弯矩：Mmax=7.5*P1 +0.1

9、25*g*L2 =7.5*1142.4+0.125*11*262 =8603.75KN·M 2、主纵梁抗弯截面系数：WX=40693.55cm3=40693.55*103mm3 3、强度校核： x=Mmax/Wx=8603.75*106/(2*40693.55*103) =105.7MPa=230MPa 满足使用要求 4.、剪应力校核：Qmax=114.24/2=57.12t=571.2KNrmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*103 /(2*102.24*102 ) =41.9MPar=140MPa 满足使用要求 5、刚度校核（挠度）： fmax=P1*L3/48EI

10、+5gL4/384EI=114.24*263*1000/(48*2.1*2*4873053.17)+5*1.1*264 *1000/(384*2.1*2*4873053.17)=2.3CMf=L/700=3.7CM 满足使用要求简支梁：L/700五、安装构件时纵移横梁的性能验算：1、 载荷计算：、轨道梁理论重量：77.35t。、天车总成及扁担自重：5.5t。、纵移桁架横梁每米自重：0.27t*2/m。2、 载荷系数： 、考虑轨道梁浇砼时的胀模系数：1.05. 、考虑轨道提升、运行时的冲击系数：1.2.3、 载荷组合： P =1.05*77.35+5.5*1.2=104.06t4、 纵移横梁截面

11、的几何特性为：（如图）a) 上弦箱形钢，下弦2I160钢对自身的惯性矩（即：对x1x1 截面或x2x2截面）IX1=18*203-(18-2.4)*17.63/12=4912.69cm4 AX1=2*(18*1.2+17.6*1.2)=85.44cm2 IX2=2*1130=2260cm4 查工字钢特性表AX2=2*26.1=52.2cm2 查工字钢特性表b) 筋形钢，2I160钢对总体截面的惯性矩（即：对xx 截面）I=IX1+AX1y2 =4912.69+85.44*862=636826.93cm4 I=IX2+2AX2y2 =2260+(2*26.1)*862=388331.2cm4 c

12、) 总体截面特性如下：I总=I+I=636826.93+388331.2=1025158.13cm4 抗弯截面系数：WX=I总/y=1025158.13/86=11920.44cm3得出单组纵梁桁架的截面特性：Ix=1025158.13cm4、 W2=11920.44cm3 、 A=52.5cm2、=170MPa、 E=2.1*105MPa、 r=140MPa5、 桁架横梁跨中的最大弯矩：（如图忽略两端悬臂的反力矩）Mmax=2.5*P +0.125*g*L2 =2.5*1040.6+0.125*5.4*102 =2669KN·m6、 主纵梁抗弯截面系数：WZ=11920.44cm3

13、=11920.44*103mm3 7、 强度校核 x=Mmax/W2=2669*106/(2*11920.44*103) =111.95MPa=170MPa 满足使用要求8、 剪应力校核：Qmax=P/2=1040.6/2=520.3KNrmax=1.5Qmax/A =1.5*520.3*103 /(2*52.2*102 ) =74.8MPar=140MPa 满足使用要求9、 刚度校核（挠度） fmax=PL3/48EI+5gL4/384EI=104.06*103*1000/(48*2.1*2*1025158.13)+5*0.54*104 *1000/(384*2.1*2*1025158.13

14、)=0.52CMf=L/600=1.7CM 满足使用要简支梁：L/700六、架桥机支腿最大载荷验算 1、载荷计算：、轨道梁理论重量：77.35t。、纵移桁架横梁总成自重：13.98t。、纵移桁架横梁自由端自重：12.1t。 2、载荷组合： P =1.05*77.35+13.98*1.2=12.1=126.337t 3、计算参考数值： 、平均2根273*12无缝钢管（斜撑管）承受压力为123.337t，钢管有效长度L=6.5m。 、273无缝钢管截面特性： Ix=8396.14cm4、 W2=615.1cm3 、 A=98.39cm2、=140MPa、 r=9.24cm 4、强度校核：=P/A=

15、126.337*104 /(2*9839*sin60°) =74.14MPa=140MPa 5、刚度校核: 入=650/9.24=70.35 6、稳定性校核： 受压构件的稳定系数=0.731 x=P/A =126.337*104 /(0.731*2*9839) =87.8MPa=140MPa七、钢丝绳吊具验算构件提升机构采用5*6滑车组，工作绳数n=14条，滑车组钢丝绳采用24*6*37+1，抗拉强度为1700MPa。破断拉P破 =35.8t,安全系数K=6，构件最重为Q=77.8t.1、滑车组钢丝绳的许用应力： 钢丝绳的强度核算，主要是按钢丝绳的规格和使用条件所得出许用拉力来确定，

16、其核算公式为：S=P/K=35.8/6=6t2、滑车组出头拉力为： S=QE*(E-1)/ (E-1) =77.8*1.268*(1.02-1)/( 1.268-1) =7.4t现场实际采用8t慢速卷扬机 符合使用要求。经查表，钢丝绳采用型号6*37+1直径36mm打双、吊钩采用的是外购件80T,索具采用的是35T型号是G209符合施工的要求。3、扁担梁验算计算载荷： （1）、预制轨道梁理论设计重量：77.34t。荷载系数： （1）、考虑提升、运行时的冲击系数：1.5。 （2）、荷载组合：P=77.34*1.2=92.8t。计算参考数值： （1）、扁担梁的截面特性（如图） A=2(67.6*1

17、.2+50*1.2)cm2 =282.24cm2 Ix=50*70347.6*67.33 /12=203800.76cm4 Wx=Ix/y=203800.76/33.8=6029.6cm cm3 =230MPa E=2.1*105MPa f=1/600 扁担梁采用16Mn钢板拼焊而成扁担梁截面弯矩： （1）、最大弯矩在1/2处（按简支梁计）Mmax=1/4PL=1/4*928*5.7=1322.4KN·M （2）、强度校核: x=Mmax/Wx =1322.4*106 /6029.6*103 =219.3MPa=230 MPa 满足要求刚度校核：fmax=PL3 /48EIx =92

18、.8*5.73 *1000/（48*2.1*203800.76） =0.84cmf=0.95cm 满足要求八、A型三角桁架销轴验算： 1、88的销子2（上弦）、销子截面特性：A=0.785d2 =0.785*8.82 =60.79cm2 Ix=0.049d4 =0.049*8.84=293.85cm4 Wx=0.098d3 =0.098*8.83 =66.78cm3 r=d2=d/4=2.2cm、上下弦连接销子均采用45#钢加工而成 = 360MPa T= 208MPaMmax=14.28KN·M Qmax=571.2KN、强度校核：Qmax=Mmax/Wx =14.28*102 /

19、2*66.78*103 =106.9MPa=360MPa 安全储备较大、剪应力校核： Tmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*103 /2*60.79*102 =70.47MPaT= 208MPa 安全储备较大2、68的销子（下弦）、子截面特性： A=0.785d2 =0.785*6.82 =36.3cm2 Ix=0.049d4 =0.049*6.84=104.8cm4 Wx=0.098d3 =0.098*6.83 =30.8cm3 Mmax=14.28KN·M Qmax=571.2KN、强度校核：Qmax=Mmax/Wx =14.28*102 /2*36.3*103 =98.35MPa=360MPa 安全储备较大 、剪应力校核T Tmax=1.5Qmax/A =1.5*571.2*1